V<a target="_blank" rel="noopener" href="https://autobild.pluska.sk/testy/test-bude-jazda-vodik-alternativou-elektrine"> redakcii Autobildu</a> mali možnosť jazdiť na vodíkových autách ako Hyundai Nexo alebo Toyota Mirai, takže ju zaujala možnosť vyskúšať si aj BMW iX5 Hydrogen na akcii BMW Hydrogen Days vo Viedni.

BMW začala vyrábať pilotnú sériu vodíkových modelov v orku 2022 a dnes ich má asi 100 kusov, ktoré primárne jazdia v Európe, Japonsku, Kórei, Číne, USA a na Blízkom východe. Cieľom flotily je demonštrovať vhodnosť vodíkových vozidiel na každodenné používanie a podporovať rozširovanie infraštruktúry vodíkových plniacich staníc. V tomto okamihu sú na tom vodíkové autá tak ako elektromobily pred desiatimi rokmi. Je ich málo, lebo nie sú plniace stanice a tie nikto nestavia, lebo vodkových áut je málo. Začarovaný kruh.

Vo svojej podstate je aj vodíkové auto elektromobilom, len zásobu energie nevozí primárne v akumulátore, ale v tlakových nádržiach a elektrinu si vyrába na palube v palivových článkoch. To, čo na bežných akumulátorových elektrických autách nenávidíme, je zdĺhavé nabíjanie. Nezriedka treba nechať auto na kábli pol hodinu alebo hodinu. V prípade pomalého nabíjania ešte oveľa dlhšie. 

Vodík je všestranný zdroj energie, ktorý zohráva kľúčovú úlohu v procese energetickej transformácie, a teda aj pri ochrane klímy. Koniec-koncov, je to jeden z najefektívnejších spôsobov skladovania a prepravy obnoviteľnej energie.

Vodíkové vozidlo sa dá naplniť za tri až štyri minúty, čo je úplne porovnateľné s benzínovým alebo naftovým autom. Vyskúšal som si to. Na plniacu vodíkovú stanicu prichádzam s BMW iX5 Hydrogen k modrému stojanu, ktorý stojí o kúsok ďalej než klasické stojany na ropné palivá, ale úplne sa na ne podobá. Na auta stlačím tlačilo plnenia vo dverách, čím odomknem dvierka plniaceho hrdla na pravej stane auta. Nie je to vlastne hrdlo, ale skôr malý výčnelok ventilu. Plniaca hadica zo stojanu je trochu objemnejšia ako býva na staniciach LPG. Pištoľ má po obvode obruč so senzormi, cez ktoré komunikuje s autom. Systém zistí, aký je stav tlakových zásobníkov a môže sa začať plnenie. Je trochu hlučnejšie, lebo za výdajným stojanom je kompresor, ktorý stláča vodík na konečný tlak 700 barov (70 MPa).

Prečerpávaním plynu do auta prudko klesá teplota pištole aj hrdla - ako vedľajší signál, že tadiaľ prúdil plyn. Na ukážku naplníme trochu plynu, ktorý zvýši dojazd o 70 kilometrov. Plnenie sa dá nastaviť buď „doplna“, alebo sa dá hocikedy ukončiť ako na bežnej čerpacej stanici. Na stojane svieti cena 23,99 eura za kilogram vodíka. Dvojica vodíkových tlakových nádob v aute pojme šesť kilogramov stlačeného vodíka, čo má vydržať na dojazd 504 km, pri deklarovanej spotrebe podľa normy WLPT: 1,19 kg H2/100 km. Ja som mal pri prvej jazde, ktorá vôbec nebola z pohľadu spotreby objektívna, lebo sa jazdilo v popoludňajšej viedenskej zápche v centre mesta, 1,6 kg H2/100 km. To by mi stačilo na prejdenie 375 kilometrov za 144 eur – čo je drahé. Ale ako nás upozorňovali zástupcovia BMW, po rozšírení vodíkových plniacich staníc by sa cena vodíka mala dostať na úroveň cca 10 eur za kilogram. Zase sme pri rovnakom začarovanom kruhu. Pri malom počte vodíkových áut je malý počet plniacich staníc a tým aj vysoká cena vodíka.

Stav s plniacimi stanicami je momentálne nedostatočný. V Európe ich máme 276 (Nemecko 105), v Amerike 116 (USA 107) a v Ázii 650 (Čína vyše 300, Japonsko 163). Z toho je však väčšina 350 barových, čo je tlak vhodný pre nákladné autá a autobusy, osobné vozidlá využívajú tlak 700 barov. Podľa BMW môže vodík zohrávať kľúčovú úlohu v energetickej revolúcii a tým aj pri ochrane klímy. Je to jeden z najefektívnejších spôsobov skladovania a prepravy obnoviteľnej energie. Tento potenciál by sa mal využiť aj na urýchlenie transformácie sektora mobility. BMW zastáva názor, že vodík je chýbajúci kúsok skladačky pre mobilitu s nulovými emisiami. Podľa spoločnosti nebude na celosvetovo klimaticky neutrálnu mobilitu stačiť jediná technológia.

Výroba vodíka musí byť ekologická, aby sa dali naplniť požiadavky na nízkouhlíkovú stopu, ale na začiatku treba využiť všetky „farby“ vodíka, aby sa rozbehla výstavba infraštruktúry. Z hľadiska dekarbonizácie ekonomiky je síce kľúčové, z čoho je vodík produkovaný a odkiaľ pochádza energia, ktorá je na výrobu (prepravu, stlačenie) potrebná, ale ak by sme čakali na dostatočnú produkciu len zeleného vodíka (vyrobený pomocou slnečnej, vodnej a veternej energie), nestačilo by to. Preto je vhodné na začiatok využívať aj modrý vodík (vyrobený pomocou zemného plynu) alebo čiastočne aj hnedý a čierny vodík (uhlie). A postupne zvyšovať podiel toho ekologického zeleného a znižovať podiel ostatných.

Čína za ostatné tri roky zvýšila produkciu vodíka o 60 %, Európa výrazne zaostáva. Nejde pritom len o vodík na pohon áut, vlakov a lodí, ale aj o teplárenský priemysel. Výhodou vodíka môže byť aj to, že na jeho distribúciu sa dá využívať už existujúca sieť plynovodov na zemný plyn. Tým by odpadli emisie vzniknuté na prepravu vodíka cisternami. Jednoducho k plniacej stanici by prišiel potrubím.

S ohľadom na nabíjaciu infraštruktúru a stabilitu siete má zmysel diverzifikovať pohony s nulovými emisiami. Štúdie potvrdzujú, že zriadenie dvoch doplnkových infraštruktúr bude lacnejšie ako vybudovanie jedinej infraštruktúry.

Dr. Jürgen Guldner, manažér vodíkového technologického programu v spoločnosti BMW: „S ohľadom na nabíjaciu infraštruktúru a stabilitu siete má zmysel diverzifikovať pohony s nulovými emisiami. Štúdie potvrdzujú, že zriadenie dvoch doplnkových infraštruktúr bude lacnejšie ako vybudovanie jedinej infraštruktúry, ktorá musí sama prekonať všetky výzvy. Dodávka vodíka predovšetkým zníži špičkové zaťaženie a môže tak znížiť potrebné rozšírenie elektrickej siete.“

Jazdím ďalej na BMW iX5 Hydrogen. Je to ako bežný elektromobil. Zrýchlenie na stovku za šesť sekúnd je príjemne dynamické, trochu viac cítiť vyššiu hmotnosť vozidla. Auto je technológiami priam preplnené. Vpredu je systém palivových článkov prevzatý od Toyoty (výkon 125 kW), v stredovom tuneli je dlhá tlaková nádoba a vzadu ešte jedna kolmá na ňu, potom je tu balík akumulátorov (170 kW) a elektromotor ako v bežnom elektromobile (295 kW). Od obyčajného X5 sa vodíkový model odlišuje len dekoratívnymi aplikáciami vytlačenými na 3D tlačiarni a nápismi.

Na otázku, prečo sa vývoj neobrátil smerom ku kvapalnému vodíku, Dr. Jürgen Guldner odpovedal: „Skvapalnený vodík má veľmi vysokú energetickú hustotu. To je veľká výhoda, pretože to znamená, že je možné na rovnaký objem nádrže prejsť dlhšiu vzdialenosť. Skvapalniť vodík je však energeticky náročné, je potrebná kryogénna teplota a navyše pri dlhom skladovaní uniká z nádrže. Technologicky je stlačený vodík výhodnejší aj bezpečnejší.“ Vodík, ktorý využíva ako zdroj energie, sa skladuje vo dvoch 700-barových nádržiach vyrobených z plastu vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP). Palivový článok premieňa vodík na elektrickú energiu a dodáva výkon 125 kW (170 k). Navyše, elektromotor môže do mixu pridať energiu uloženú v napájacej batérii. Táto batéria sa nabíja buď rekuperáciou energie, alebo z palivového článku. To všetko znamená, že keď sa vodič rozhodne preskúmať hornú hranicu dynamických schopností vozidla, má k dispozícii systémový výkon 275 kW (374 k). Jedinou emisiou vypúšťanou palivovým článkom je vodná para. A jeho odpadové teplo sa obzvlášť efektívne využíva na vyhrievanie interiéru automobilu.

Čo je najväčšia nevýhoda vodíkových článkov? Nižšia účinnosť. Vodíkové palivové články majú nižšiu účinnosť v porovnaní s priamym pohonom elektrickými batériami. Pri konverzii vodíka na elektrickú energiu v palivovom článku vzniká strata energie. Rovnako stláčanie vodíka kompresormi na požadovaný tlak 700 barov stojí dosť energie. A samotná výroba vodíka elektrolýzou je energeticky náročná. Prečo by sme to mali tolerovať? Lebo je pravda, že často bezemisné zdroje ako slnečné a veterné elektrárne produkujú energiu, ktorú nevieme okamžite využiť a vtedy je ekonomické ju skladovať vo forme vodíka. Je to využitie energie, ktorá by bola nevyužitá, a preto pri nej neprekáža, že sa využije s nižšou účinnosťou. Inak povedané, radšej ju využiť nejako ako nijako. 

Napríklad ak je veterno v dennej hodine keď nie je dopyt po prúde, je vhodné elektrinu z veterných turbín použiť na elektrolýzu pri výrobe zeleného vodíka. Taký vodík sa dá relatívne dobre skladovať. 

<a target="_blank" rel="noopener" href="https://autobild.pluska.sk/gal/testy/test-bude-jazda-vodik-alternativou-elektrine">Viac fotiek z BMW Hydrogen Days nájdete v galérii</a>

Koľko vodíkové auto stojí? Nevieme. V skutočnosti existuje len vozidlový park s menej ako 100 exemplármi, ktoré sa využívajú na predvádzacie a testovacie účely. Keď som sa pri jazde zástupcu BMW pýtal, či je to prototyp, tak mi odpovedal, že skôr by to označil ako predsériový model. Pokojne by sa mohol predávať, ak by existovala potrebná infraštruktúra, ale na Slovensku nemáme ani jednu verejnú plniacu vodíkovú stanicu pre osobné autá. Tá pre autobusy by BMW iX5 Hydrogen nenaplnila.

Akú hlavnú výhodu má vodíkové auto oproti elektrickému batériovému? Rýchlosť plnenia a menšia potreba vzácnych chemických prvkov. Aj tu je akumulátor, ale oveľa menší ako v elektrickom aute, skôr porovnateľný s tým v plugin hybride. Trochu platiny a irídia je však treba aj v palivových článkoch. Ušetrí sa však dosť kobaltu a lítia.

Práve diverzifikácia vývoja do dvoch prúdov (elektrický a vodíkový) by mohla pomôcť prekonať problémy s nedostatkom niektorých prvkov, ale aj orzdeliť záťaž medzi elektrickú sieť a plynový distribučný systém. „Spoločnosť BMW jednoznačne podporuje diverzifikáciu typov bezemisných pohonov. Spolu so zmenou individuálnej mobility sa jednotlivé globálne trhy vyvíjajú veľmi odlišne. Vidíme tu aj potenciál pre vozidlá poháňané vodíkovými palivovými článkami,“ vysvetľuje Klaus von Moltke, generálny riaditeľ závodu BMW Group Steyr.

Samotné BMW kritizuje európsky prístup, ktorý zameriava využívanie vodíka na použitie v oblastiach s vysokou tepelnou energiou. Je presvedčené, že vodík by bol vhodný aj pre osobné autá. „Chceme výrazne posunúť udržateľnú vodíkovú spoločnosť, pretože sme presvedčení, že zelený vodík musí byť súčasťou riešenia pre klimaticky neutrálny energetický systém,“ hovorí Johannes Jungbauer, vedúci divízie obnoviteľného vodíka v spoločnosti Wien Energie.

Aká je výhoda elektrického batériového auta pred vodíkovým? Batériový elektromobil si môžete nabiť doma zo zástrčky alebo na wallboxe, s vodíkovým treba ísť na plniacu stanicu. 

Ak by bola na Slovensku vybudovaná dostatočná infraštruktúra plniacich staníc a kilogram vodíka by stál okolo desať eur, určite by som uvažoval o kúpe vodíkového auta. Žiaľ, momentálne je podpora EÚ orientovaná skôr na vodíkové autobusy a nákladné autá, osobná doprava zostala zaseknutá výhradne na batériových elektromobiloch. Čo je škoda, lebo viac možností po roku 2035 (koniec spaľovacích motorov s výnimkou syntetických palív), by nebolo na škodu veci. 

Končím svoju jazdu, vraciam vodíkové BMW do viedenskej predajne a premýšľam o tom aká je to škoda, že na ňom nemôžem ísť do Bratislavy. 

Vodík ako alternatíva k elektrine? Možno bližšie, než čakáte

Výber pre vás

Vodík ako alternatíva k elektrine? Možno bližšie, než čakáte

Súvisiace články

Stane sa raz Slnko čiernou hviezdou, ktorá pohltí Zem?

Po stopách Darwina: Vedci strávia na plachetnici dva roky

Hľadáte ojazdený elektromobil? Tieto stoja pod 30-tisíc eur

Mestá s najhorším ovzduším: Ktoré kraľuje globálnemu rebríčku?

Môže sa z hviezdy stať planéta? Vedci majú celkom jasno

Škoda 1203 a jej príbeh: Viezol sa v nej asi každý dospelák

Výber pre vás